基礎(chǔ)地理信息特征研究

1、基礎(chǔ)地理信息特征研究陳澤民1,2（1 南京大學(xué)城市與資源學(xué)系，南京市漢口路22號(hào) 210093）（2 江蘇省測(cè)繪局，南京市北京西路75號(hào) 210013）摘 要我國(guó)多數(shù)基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)由于對(duì)地理信息特征研究不甚深入，甚至混淆了與地圖數(shù)據(jù)庫(kù)概念，在數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上或在地理信息采集的要求上并沒(méi)有按照GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的范式、標(biāo)準(zhǔn)、原則和要求去做，因此也就不能很好地提供全面的GIS應(yīng)用支持。本文簡(jiǎn)要闡述了地理信息的一些基本特性，給出地理信息系統(tǒng)的建立應(yīng)該遵循的幾條基本原則，提出了用精度、分辨率和現(xiàn)勢(shì)性來(lái)衡量和評(píng)價(jià)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量的概念。關(guān)鍵詞GIS數(shù)據(jù)庫(kù)DLG數(shù)據(jù)庫(kù)地理信息特性1 引言信息既非物資又

2、非能量，信息就是信息 ，信息論創(chuàng)始人之一的維納如是說(shuō)1 。地理信息是信息的重要組成部分，大約占信息總量的80%左右。對(duì)地理信息的特點(diǎn)，很多學(xué)者進(jìn)行了很深入的研究，比如對(duì)地理信息的客觀存在性和抽象性、時(shí)間性與空間性、可存儲(chǔ)性與可傳輸性、可度量性與近似性、可轉(zhuǎn)換性與可擴(kuò)充性、商品性與共享性等等都作了詳細(xì)的闡述2 。其中時(shí)間特性是絕大多數(shù)信息最重要的特性之一，當(dāng)某一條帶有時(shí)間特性的信息同時(shí)還具有空間特性時(shí)，該信息就是地理信息了。地理信息與一般信息的根本區(qū)別就在于其空間特性，即定位性或指向性。對(duì)地理信息特性的理解是建設(shè)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的前提和基礎(chǔ)，當(dāng)混淆了地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的概念時(shí)，所設(shè)計(jì)或建立

3、的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)將不能稱作真正意義上的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)3 ，因?yàn)樗鼘⒉荒軡M足大多數(shù)GIS應(yīng)用的需求。2 地理信息的時(shí)空特性地理信息系統(tǒng)（GIS）是涉及地學(xué)、測(cè)量學(xué)、數(shù)學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)的一門新興的交叉學(xué)科，同時(shí)，地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)（Geospatial Database，以下簡(jiǎn)稱“GIS數(shù)據(jù)庫(kù)”）為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，實(shí)時(shí)提供多種空間的動(dòng)態(tài)地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)決策支持技術(shù)系統(tǒng)。與其他信息系統(tǒng)一樣，目前主流的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)采用的也是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（已經(jīng)發(fā)展到“面向?qū)ο蟆奔夹g(shù)的應(yīng)用），因此，在其它信息系統(tǒng)中使用的管理方式基本上也可以用來(lái)對(duì)地理信息進(jìn)行

4、管理。而與其他信息系統(tǒng)不同的是，GIS具備對(duì)圖形的支持，具備圖形元素間的拓?fù)涔芾?，因此，它的?fù)雜程度遠(yuǎn)大于普通的信息系統(tǒng)。在GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中存放著大量的被稱為“地理信息”的數(shù)據(jù)，它們也是作為一條條記錄被保存的，地理信息具備一些基本的時(shí)間和空間特征，是與其他數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息不同的或略有差別的。測(cè)繪信息網(wǎng)2.1 地理信息的精度地理信息與其他社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、軍事等信息的最大區(qū)別在于它還包含定位（常用坐標(biāo)表示）、指向（常用方位角表示）等“空間”或“地理”內(nèi)容。本文論述的精度基本上也僅限于數(shù)值上的準(zhǔn)確度概念，有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量的討論將在以后章節(jié)開(kāi)展。地理信息是需要通過(guò)測(cè)量來(lái)獲取的，因此任何地理信息都有其統(tǒng)計(jì)精度，其

5、精度的高低、優(yōu)劣取決于原始數(shù)據(jù)的精度、數(shù)據(jù)獲取的設(shè)備精度、方法、要求、技術(shù)、環(huán)境等眾多因素。高精度的地理信息適用的GIS應(yīng)用范圍要比同類低精度地理信息的范圍要廣。如：位置精度低于10米的地理信息是無(wú)法用于需要1米定位精度的GIS應(yīng)用的，反之，具備1米位置精度的地理信息可以用于定位要求低于1米的所有GIS應(yīng)用。地理信息的精度又分絕對(duì)精度和相對(duì)精度，一般意義上的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的信息精度是指相對(duì)于該數(shù)據(jù)庫(kù)定位基準(zhǔn)的相對(duì)精度。測(cè)繪信息網(wǎng)2.2 地理信息的分辨率地理信息的分辨率是一個(gè)比較寬泛的概念，是對(duì)地理信息 “細(xì)膩”程度的描述。在對(duì)柵格數(shù)據(jù)描述時(shí)，“分辨率”用來(lái)說(shuō)明地理信息（數(shù)據(jù)點(diǎn)）的“密度”（比如影

6、像像素的尺寸、DEM或DTM的格網(wǎng)間距等）。在對(duì)矢量數(shù)據(jù)描述時(shí)，“分辨率”又常用“坐標(biāo)分辨率”代替（在實(shí)際應(yīng)用中，GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中坐標(biāo)分辨率可以設(shè)到毫米級(jí)，因?yàn)?，控制點(diǎn)的坐標(biāo)精度通常取位到毫米或更粗）。分辨率除了對(duì)地理信息的數(shù)值有意義外，對(duì)屬性數(shù)據(jù)的詳細(xì)程度也同樣可以用分辨率來(lái)描述，即信息本身的分辨率。因此廣義地認(rèn)為，地理信息的分辨率還可以擴(kuò)展到行政級(jí)別、技術(shù)等級(jí)等屬性信息方面?？傊乩硇畔⒌姆直媛适侵笇?duì)某類地理信息最細(xì)微的表達(dá)能力。比如某影像的灰度分辨率為12bit、某GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的DEM格網(wǎng)間距為22、地名分辨率到“鄉(xiāng)鎮(zhèn)”、道路采集到“縣級(jí)公路”或水系收錄到“X等級(jí)河流”等等。分辨率是GI

7、S數(shù)據(jù)庫(kù)中地理信息的一項(xiàng)重要的屬性，與精度一樣，決定著該GIS數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用面的寬窄。與精度類似，高分辨率的地理信息適用的GIS應(yīng)用范圍要比同類低分辨率地理信息的范圍要廣。有的應(yīng)用，需要高于數(shù)據(jù)庫(kù)能提供的分辨率，通常可以采用“內(nèi)插”的方法來(lái)加密信息量，但加密的數(shù)據(jù)精度將不會(huì)高于原來(lái)數(shù)據(jù)的精度。在使用GIS的地圖功能時(shí)，為使曲線圖形圓潤(rùn)、光滑，采用的“光滑”算法通常也是一種“內(nèi)插”。而屬性信息是不可能進(jìn)行內(nèi)插來(lái)加密的，比如地名分辨率到“鄉(xiāng)鎮(zhèn)”一級(jí)的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)不可能提供“村”級(jí)地名服務(wù)。當(dāng)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)存放的某一類地理信息有著不同精度或不同分辨率時(shí)，習(xí)慣上又稱其為多尺度GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。測(cè)繪信息網(wǎng)2.3

8、地理信息的時(shí)間屬性地理信息作為對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)反映的數(shù)據(jù)記錄，也有其生命周期，通過(guò)地理信息的存在、變更或是消亡，人們可以了解自己生存的地球的變化情況，甚至于解譯出從未到過(guò)的城市、地區(qū)的變化。在GIS的眾多應(yīng)用里，地理信息的時(shí)空變化應(yīng)用是最重要的應(yīng)用之一，因此，GIS數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)每一條地理信息都應(yīng)該有其時(shí)間屬性。很多專家、學(xué)者已經(jīng)對(duì)地理信息的時(shí)間屬性給與了相當(dāng)?shù)闹匾?，提出了建立“GIS歷史數(shù)據(jù)庫(kù)”概念，其實(shí)，所謂歷史數(shù)據(jù)庫(kù)就是要給地理信息增加時(shí)間屬性，當(dāng)某一地理對(duì)象具有一條以上地理信息時(shí)，時(shí)間屬性將顯得格外重要，因?yàn)樗峁┝烁鶕?jù)時(shí)間屬性來(lái)篩選信息的可能性。對(duì)時(shí)間屬性的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，也已經(jīng)有很多的設(shè)想。

9、如有的學(xué)者提出了：在數(shù)據(jù)庫(kù)中，處理的時(shí)間分為兩類：世界時(shí)間和事務(wù)時(shí)間，世界時(shí)間指事件在現(xiàn)實(shí)時(shí)間中發(fā)生的時(shí)間，事務(wù)時(shí)間指事件在數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)生的時(shí)間4 。2.4 基礎(chǔ)地理信息的標(biāo)識(shí)地理信息在GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中是以記錄的形式存在的，與絕大多數(shù)信息系統(tǒng)一樣，我們可以對(duì)在GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一條信息進(jìn)行有效的管理、篩選和應(yīng)用。地理信息是“不可數(shù)名詞”，因?yàn)樗袩o(wú)窮多，但GIS數(shù)據(jù)庫(kù)里的地理信息量是可數(shù)的，因此理論上講，地理信息是可以通過(guò)唯一標(biāo)識(shí)來(lái)管理的。對(duì)于大多數(shù)并不準(zhǔn)備由本數(shù)據(jù)庫(kù)提供GIS應(yīng)用的地理信息對(duì)象，不一定有必要給予唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)，畢竟地理信息對(duì)象的數(shù)量之多可能會(huì)超出系統(tǒng)的管理能力。然而對(duì)于大于GIS數(shù)

10、據(jù)庫(kù)某類地理信息最小分辨率的該類地理信息，如果需要數(shù)據(jù)庫(kù)提供各種GIS應(yīng)用服務(wù)的，就必須給其一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)。在基礎(chǔ)GIS中，許多地理對(duì)象已由相關(guān)的部門進(jìn)行了符合數(shù)據(jù)庫(kù)管理要求的統(tǒng)一編號(hào)。如交通部門對(duì)全國(guó)主要的交通干線進(jìn)行了唯一的編號(hào)；水利部門對(duì)全國(guó)主要的河流、湖泊以及水庫(kù)等作了唯一的編號(hào)；民政部門對(duì)全國(guó)所有行政區(qū)塊進(jìn)行了唯一的編號(hào)等等不一。所有這些編號(hào)事實(shí)上可以是，也應(yīng)該是GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中的地理要素標(biāo)識(shí)號(hào)的標(biāo)識(shí)基礎(chǔ)。使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)體系是基礎(chǔ)地理信息共享的前提，在全社會(huì)都開(kāi)始理解、接受、倡導(dǎo)和推動(dòng)信息共享的今天，作為信息化、數(shù)字化社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)的基礎(chǔ)地理信息共享無(wú)疑是空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的基礎(chǔ)。

11、但是，如果不能對(duì)具體的地理實(shí)體進(jìn)行唯一的編碼，要實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息的共享只能是一句空話。測(cè)繪信息網(wǎng)另一方面，地理信息的復(fù)雜程度遠(yuǎn)非“海量”所能描述。對(duì)于一個(gè)人口信息系統(tǒng)，即使給全國(guó)每一個(gè)人一個(gè)獨(dú)立的標(biāo)識(shí)號(hào)，用目前我國(guó)身份證號(hào)的辦法，有18位十進(jìn)制正整數(shù)就足以滿足一切需求了。然而，地理信息卻復(fù)雜得多，比如同一個(gè)地理對(duì)象可以有多條地理信息記錄（隨著時(shí)間的推移，還將積累更多）、一條地理信息可以分解成多條記錄、一條地理信息可以是許多條其他地理信息的集合等等。地理信息的整合、分解和變更也是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用中最常遇見(jiàn)的事件之一，由此可見(jiàn)，對(duì)地理信息的科學(xué)合理的標(biāo)識(shí)是一項(xiàng)地理信息科學(xué)的基礎(chǔ)研究。3 基礎(chǔ)GIS

12、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與改造以往我們對(duì)地理信息的利用基本上僅限于地圖，地圖對(duì)我們的影響可以說(shuō)是根深蒂固，以至于相當(dāng)多的技術(shù)人員也直接將DLG的生產(chǎn)和GIS數(shù)據(jù)的采集劃上了等號(hào)。事實(shí)上，GIS提供的服務(wù)范圍應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出地圖制圖范圍。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)和地圖數(shù)據(jù)庫(kù)在概念、要求、規(guī)范或是標(biāo)準(zhǔn)上是不盡相同的3 。在地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，不再有“比例尺”的概念，因?yàn)?，地理信息本身是沒(méi)有“比例尺”含義的。但是地理信息是有精度、分辨率和時(shí)間等基本特征的，它們與地圖制圖中的比例尺有一定的關(guān)聯(lián)，但含義則完全不同。如果混淆兩者的區(qū)別，所建立的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)要么會(huì)限制GIS的更廣泛應(yīng)用，如僅符合某某比例尺制圖應(yīng)用，要么不符合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)范

13、式，造成大量數(shù)據(jù)的冗余，影響數(shù)據(jù)庫(kù)的效率，甚至于將本應(yīng)是一個(gè)的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)分割成若干個(gè)“XX比例尺GIS數(shù)據(jù)庫(kù)”，人為地將同一區(qū)域的地理信息在邏輯關(guān)系上分隔開(kāi)來(lái)，使得同一條地理信息在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)里有著不同的拷貝，這既不符合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本要求，也為GIS的應(yīng)用以及GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的更新增加了額外的負(fù)擔(dān)。因此有必要對(duì)已建立的或正準(zhǔn)備建立的基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化和改造。地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)由一系列表組成，在表中存放地理信息，一條地理信息（通常是一條或數(shù)條記錄）可以包含很多字段，每個(gè)字段都可能為一些應(yīng)用提供信息支持，但基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的主表必須包括，也僅僅需要包括的是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字段，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字段是指為各類（或者

14、是絕大多數(shù)）GIS應(yīng)用所需要的，比如位置信息、時(shí)間屬性等。一些僅為某應(yīng)用需要的字段可以作為“專用、擴(kuò)展”數(shù)據(jù)通過(guò)地理信息的標(biāo)識(shí)號(hào)連接到數(shù)據(jù)庫(kù)的其他表里（在很多地方，人們將一些專用、擴(kuò)展的表提取出來(lái)，與主表合并，建立了許多很實(shí)用的“專題地理信息系統(tǒng)”，為許多領(lǐng)域提供了GIS應(yīng)用服務(wù)）。只有按照數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)范式來(lái)設(shè)計(jì)和改造地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，才能保證數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行速度和質(zhì)量。3.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)3.1.1 篩選必要的信息有專家認(rèn)為，80%的信息與地理信息有關(guān)7 ，即都可以與地理信息整合以形成更有價(jià)值的信息。但如果把所有與地理信息有關(guān)的信息都收錄到GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，那將是真正的“海量數(shù)據(jù)”，即沒(méi)

15、有必要也不太可能?；A(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)要收錄的應(yīng)該是絕大多數(shù)GIS應(yīng)用都需要的最基本的空間地理信息及其屬性，大量的“有關(guān)信息”都可以放在各種其他的數(shù)據(jù)庫(kù)、專題數(shù)據(jù)表中去。精度、時(shí)間、特征碼（地理信息類別）等信息是地理信息的基本屬性，又是相當(dāng)多的GIS應(yīng)用需要的重要信息，因此，地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)必須包含精度、時(shí)間、特征碼等基本特性字段。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的更新（地理信息變更）處理是極其復(fù)雜的，可能是單純位置的改變，也可能是單純的屬性值改變，或者空間屬性和非空間屬性同時(shí)改變，甚至于是合并、分解等多對(duì)多的一種變更關(guān)系。按照數(shù)據(jù)庫(kù)要求，理論上一個(gè)地理實(shí)體應(yīng)該僅有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)碼，但事實(shí)上，同一個(gè)地理實(shí)體可以有多條記

16、錄（一個(gè)地理對(duì)象的多個(gè)版本信息），于是，ID碼必須能分辨數(shù)據(jù)庫(kù)里的這兩條記錄是指的同一地理實(shí)體還是不同的兩個(gè)地理實(shí)體，也就是說(shuō)，該標(biāo)識(shí)碼還應(yīng)具備提供記錄變動(dòng)信息的關(guān)聯(lián)能力，能關(guān)聯(lián)變更前后地理對(duì)象的關(guān)系。另一方面，對(duì)于已有編碼的地理實(shí)體，對(duì)其編碼應(yīng)盡可能加以利用，原則上不再賦予新的標(biāo)識(shí)碼，已有國(guó)標(biāo)碼的一定要采用。我國(guó)國(guó)土部門建立的GIS（應(yīng)用包括土地利用分類、詳查統(tǒng)計(jì)、變更發(fā)證等）在地塊的變更方面已經(jīng)取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以為其它地理要素更新研究提供借鑒。一些不真正屬于地理信息的編碼應(yīng)該刪除，比如，有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)為棚房中的斜線編碼，作為地理信息加以采集，這是錯(cuò)誤的（見(jiàn)圖 1.）。因?yàn)檫@樣的

17、線條僅是為地理信息的表現(xiàn)而人為添加的附屬圖形，而非地理實(shí)體本身，應(yīng)該是“表現(xiàn)屬性”6 ，它的繪制屬于地圖符號(hào)化過(guò)程。部分地理實(shí)體可以沒(méi)有ID碼，但沒(méi)有ID碼的地理要素將不能用于絕大多數(shù)GIS應(yīng)用。測(cè)繪信息網(wǎng)圖 地理信息編碼和表現(xiàn)屬性為提高地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行效率，每一條地理信息還需要一個(gè)范圍字段，通?？梢杂玫乩韺?shí)體的左下角和右上角兩組坐標(biāo)來(lái)確定。增加地理信息的范圍字段肯定要增加信息物理存儲(chǔ)的開(kāi)銷，但本字段對(duì)通過(guò)地理位置進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，在速度上將有十分顯著的提高。3.1.2 增加表現(xiàn)屬性表地圖是最重要的GIS應(yīng)用，特別是在建立GIS數(shù)據(jù)庫(kù)初期更是如此，因此，可以專門為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建

18、立專門的數(shù)據(jù)表（結(jié)構(gòu)）。在GIS的地圖制圖應(yīng)用中，會(huì)使用大量的地圖顯示特征6 信息，這些信息不是地理信息本身的屬性數(shù)據(jù)，不與具體地理實(shí)體關(guān)聯(lián)。可以建立各類地圖的表現(xiàn)屬性表（也可稱作顯示特征表），將表中的記錄與地理信息的特征碼關(guān)聯(lián)。表現(xiàn)屬性表是一個(gè)保存圖形表現(xiàn)數(shù)據(jù)的參數(shù)集（包括符號(hào)、線型、圖層、顏色、旋轉(zhuǎn)、偏移、大小、注記參數(shù)、壓蓋順序、顯示區(qū)間等等），當(dāng)帶有某一種特征碼的地理實(shí)體需要顯示、打印或其他輸出時(shí)，將采用這些參數(shù)將其合適地表現(xiàn)出來(lái)。顯示特征可以隨地圖制圖比例尺以及各類地圖特殊的表現(xiàn)需求改變以及GIS應(yīng)用需求的改變而改變。地理信息屬性與地理信息的表現(xiàn)屬性是完全不同的兩類數(shù)據(jù)，地理信息屬性

19、通過(guò)地理信息的唯一標(biāo)識(shí)與其屬性表建立聯(lián)系，而地理信息的表現(xiàn)屬性是與地理信息的類型編碼相關(guān)聯(lián)的。一條地理信息可以與多個(gè)屬性表相關(guān)聯(lián)，是一對(duì)多的關(guān)系，而地理信息的表現(xiàn)屬性是一類編碼對(duì)應(yīng)一個(gè)表現(xiàn)屬性表（對(duì)于不同的輸出應(yīng)用（顯示、打印或印刷等）可以對(duì)應(yīng)不同的表現(xiàn)屬性表，但一次應(yīng)用原則上只關(guān)聯(lián)一張表），是多對(duì)一的關(guān)系。3.2 地理信息的采集原則地理數(shù)據(jù)的信息質(zhì)量由三個(gè)方面決定，即空間地理信息必須是客觀世界的實(shí)時(shí)反映、空間地理信息必須是客觀世界在信息系統(tǒng)中的完整反映和空間地理信息必須是客觀世界在信息系統(tǒng)中的真實(shí)反映4 。“實(shí)時(shí)反映”取決于空間信息數(shù)據(jù)源的時(shí)效以及生產(chǎn)效率，“完整反映”同樣取決于空間信息數(shù)據(jù)

20、源以及信息采集原則，而“真實(shí)反映”則幾乎完全取決于信息的采集原則。因此，排除數(shù)據(jù)源和生產(chǎn)效率的影響，地理信息的采集原則決定了地理信息的質(zhì)量，決定了GIS的效能。測(cè)繪信息網(wǎng)為保證地理信息的“真實(shí)性”，GIS信息的采集應(yīng)該采用 “可以舍去，不可以改變”的采集原則。即對(duì)于小于設(shè)計(jì)要求分辨率的、精度低于設(shè)計(jì)要求的或者設(shè)計(jì)中不要求采集的空間地理信息可以不予采集，但不能對(duì)數(shù)據(jù)源中的信息進(jìn)行影響信息精度（包括移位、綜合等）的操作，否則所采集的數(shù)據(jù)將不能“真實(shí)反映”客觀世界，也就不能提供全面、正確的GIS應(yīng)用服務(wù)。事實(shí)上，現(xiàn)有大量的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)在信息采集時(shí)，對(duì)原始信息按照對(duì)地形圖圖式要求進(jìn)行了較大的“綜合取舍

21、”（這樣的操作，使得采集的地理信息包含了很大的隨意性），這樣的采集原則必將限制GIS數(shù)據(jù)庫(kù)在地圖制圖外的其他GIS應(yīng)用，因?yàn)榻?jīng)“綜合取舍”后的信息已不能“真實(shí)反映”客觀世界了。如果說(shuō)目前我國(guó)大多數(shù)已建和正在建的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)還不是真正意義上的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)，采用了錯(cuò)誤的地理信息采集原則是其重要原因之一。3.3 建立基本比例尺地圖數(shù)據(jù)庫(kù)地圖是GIS眾多應(yīng)用中最基本、最重要、最廣泛的應(yīng)用，但決不是唯一的應(yīng)用。GIS要滿足對(duì)地圖制圖的全自動(dòng)化需求必須同時(shí)在其數(shù)據(jù)庫(kù)的信息構(gòu)成以及技術(shù)手段兩方面達(dá)到一定的要求。在數(shù)據(jù)源方面，GIS數(shù)據(jù)庫(kù)要支持地圖制圖必須能夠提供地圖制圖所需要的基礎(chǔ)地理信息，并且提供從中篩

22、選、提煉地圖制圖所需信息的方法和功能。比如，某地圖需要鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上的行政地名注記，也就是說(shuō)，村地名將不予采納，這時(shí)如果GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中不能提供鄉(xiāng)地名和村地名的區(qū)分條件和方法，此地圖將無(wú)法自動(dòng)生成。同樣道理，如果GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)地理信息沒(méi)有時(shí)間屬性，將很難按要求提供“歷史地圖”。在技術(shù)方面，地圖的制作要求可以是非常簡(jiǎn)單，也可以是極其復(fù)雜的。在大多數(shù)GIS應(yīng)用里，可能都會(huì)用到地圖，那些地圖主要滿足計(jì)算機(jī)屏幕上的顯示等臨時(shí)需要，其制作要求較專業(yè)地圖（多數(shù)是需要打印或印刷的）要簡(jiǎn)單得多，目前的絕大多數(shù)GIS都已經(jīng)具備了這樣的動(dòng)態(tài)生成地圖能力。而專業(yè)地圖、基本比例尺地形圖有著非常嚴(yán)格的圖式、規(guī)范要求，其制作

23、是目前絕大多數(shù)GIS尚不支持或需要進(jìn)行較大程度開(kāi)發(fā)、編制才可能完成的。以目前的理論、規(guī)范、已建立的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)成分和技術(shù)水平，由GIS自身提供的地圖服務(wù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全意義上的“實(shí)時(shí)”、“動(dòng)態(tài)”和“規(guī)范”。因此，目前解決建庫(kù)和出圖矛盾的最好辦法是在建立地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)，建立以系列基本比例尺地形圖為階梯的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)（MAPDB或DLGDB），以滿足隨時(shí)對(duì)地形圖的需求。有關(guān)建立地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的理論、方法和技術(shù)要點(diǎn)等將另文探討。3.4 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的更新與發(fā)展基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立僅是該地區(qū)現(xiàn)代基礎(chǔ)測(cè)繪的開(kāi)始，因?yàn)榈乩硇畔?shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。所謂的建立是一時(shí)之功，更

24、新和維護(hù)好基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)才是長(zhǎng)久之策。更新基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的前提是完成多尺度數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)，即解決數(shù)據(jù)庫(kù)中地理信息記錄的標(biāo)識(shí)（見(jiàn)2.4 基礎(chǔ)地理信息的標(biāo)識(shí)）及數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)、記錄間的拓?fù)潢P(guān)系建立。所謂記錄間的拓?fù)潢P(guān)系事實(shí)上就是要說(shuō)明更新的元素與原先的元素（更新前的元素）之間的關(guān)系。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的更新不僅是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集、替換、編輯過(guò)程，還應(yīng)該包含發(fā)展的含義，即有一定的工作目標(biāo)。許多地區(qū)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)安排的更新計(jì)劃僅是簡(jiǎn)單的周期性工作，比如規(guī)定3到5年更新一遍。其實(shí)，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的更新與傳統(tǒng)的測(cè)繪或地圖制圖更新在許多方面是可以也應(yīng)該有所不同的?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的更新已可以不

25、受圖幅限制，取而代之以行政區(qū)域、地理元素類別或地理信息數(shù)據(jù)源類型、質(zhì)量、范圍等進(jìn)行更新約束。比如當(dāng)有了較新的影像資料時(shí)，可以根據(jù)影像的分辨率更新水系、交通、地物等圖形方面的地理信息，這些信息的更新基本上可以沒(méi)有外業(yè)作業(yè)，僅需要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，方便且快速。當(dāng)有了外業(yè)調(diào)繪或其他地理信息數(shù)據(jù)時(shí)，可以更新數(shù)字地面高程模型、境界、地名、名稱注記和實(shí)地采集的屬性方面的地理信息。因此基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的更新可以根據(jù)規(guī)劃，分別安排地理實(shí)體的位置、形狀等地理空間方面信息的更新和與之關(guān)聯(lián)的屬性方面信息的更新，其周期也可以根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行合理的安排，其手段更可以是多樣化的8 ?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)更新的第二個(gè)任務(wù)就是

26、發(fā)展或是優(yōu)化現(xiàn)有的地理信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)精度、分辨率和現(xiàn)勢(shì)性是衡量基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)最重要的質(zhì)量指標(biāo)。在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建立初期，由于數(shù)據(jù)源、經(jīng)費(fèi)或時(shí)間等方面的限制，所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)不一定符合真正意義上GIS數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的要求、所采集的地理信息不論在精度、分辨率還是在現(xiàn)勢(shì)性方面可能都比較低，因此基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的更新通?？梢栽趦?yōu)化現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、提高地理信息的精度、分辨率、和現(xiàn)勢(shì)性等方面下大力氣，這里的精度、分辨率和現(xiàn)勢(shì)性既可以是數(shù)學(xué)方面的參數(shù)也可以是屬性方面的指標(biāo)。4 結(jié)論在我國(guó)已經(jīng)或正在建立的一批基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中，由于數(shù)據(jù)源的限制或經(jīng)費(fèi)、時(shí)間的限制或是在設(shè)計(jì)時(shí)混淆了與地圖數(shù)據(jù)

27、庫(kù)概念等原因，相當(dāng)多的基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上或在地理信息采集的要求上并未執(zhí)行建設(shè)基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)，因此不能很好地提供全面的GIS應(yīng)用支持。只有充分研究地理信息的基本特征、全面了解基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)與地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的異同、明確所創(chuàng)建的基礎(chǔ)GIS的最終目的，才能建立起或?qū)⒁延腥毕莸腉IS數(shù)據(jù)庫(kù)改造成滿足多方面應(yīng)用需求的基礎(chǔ)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。今后對(duì)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量的評(píng)定將著重于考察數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的精度、分辨率和現(xiàn)勢(shì)性等指標(biāo)。數(shù)據(jù)庫(kù)的更新原則上也不再以圖幅的范圍來(lái)進(jìn)行了。參考文獻(xiàn)1 何建邦 等.地理信息共享的原理與方法. 科學(xué)出版社，2003年：PP.1-22 閭國(guó)年 等. 地理信息特點(diǎn)的研究

28、. 南京師大學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版，第23卷（第2期）：PP.120-1243 陳澤民. GIS數(shù)據(jù)庫(kù)與地圖數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系辨析. 現(xiàn)代測(cè)繪，第28卷（第3期）：PP.3-64 宋瑋 等. 基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的地籍時(shí)空數(shù)據(jù)組織. 測(cè)繪學(xué)院學(xué)報(bào)，第22卷（第2期）：PP.142-1445 馬林波 等. 空間基礎(chǔ)地理信息不對(duì)稱問(wèn)題探討.測(cè)繪科學(xué)，第28卷（第7期）：PP.16-196 陳澤民. 中國(guó)矢量數(shù)據(jù)交換格式的應(yīng)用研究. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)信息科學(xué)版，第29卷（第4期）：PP.451-4557 王厚之 等. 論城市基礎(chǔ)測(cè)繪與數(shù)字城市的關(guān)系.城市勘測(cè)，2003：PP.22-248 殷耀國(guó). 地學(xué)信息源和信息現(xiàn)勢(shì)性保證. 東北測(cè)繪，20